2020-2021学年高中化学人教版（2019）选择性必修1
第四章化学反应与电能单元测试（提升训练卷）
一、单选题
1．下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是（）
A．电解精炼铜时，将电能转化为化学能，电路中每通过2mole-，阳极溶解64g铜
B．可从阳极泥中提取金、银、锌等金属
C．在铁制器皿上镀铝，熔融氧化铝作电解质，铁制器皿作阴极，铝棒作阳极
D．电镀过程中电镀液需要不断更换
2．下列有关实验说法不正确
．．．的是（）
A．用硫代硫酸钠和稀硫酸反应来研究不同温度对化学反应速率的影响时，通过观察气体放出的快慢来判断化学反应速率的快慢
B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
C．用标准盐酸溶液滴定NaOH溶液来测定其浓度，读标准液时开始平视结束俯视，致使测定结果偏小D．做中和热实验时要氢氧化钠稍过量
3．以石墨作电极，电解AgNO3溶液，可在两极分别得到Ag和O2，下列说法正确的是
A．氧化性：Ag+ > H+，还原性：NO-
> OH－
3
B．Ag附着在阳极：Ag+ + e－=Ag
C．电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱
D．电路中每转移1mol电子，可生成1molAg和0.25molO2
放电
Fe(OH)2+Ni(OH)2，下列推断4．爱迪生电池是一种铁镍蓄电池，其总反应化学方程式为：Fe+NiO2+2H2O
充电
中错误的是
A．蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中
B．放电时，正极附近溶液的pH变小
C．充电时，Fe电极与直流电源的负极相连
D．充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH)2+2e- =Fe+2OH-
0.4molCuSO和0.1molNaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，若在一个电极上得到5．将含有4
0.1molCu，则另一电极上生成气体(在标准状况下)的体积为( )
A．1.12L B．2.24L C．3.36L D．1.68L
6．下列装置都与电化学有关，有关叙述中正确的是
A．图1装置中，MnO2起催化作用
B．图2装置中，铁钥匙应与电源正极相连
C．图3所示电池在工作过程中，盐桥中K+ 移向硫酸锌溶液
D．图4装置，K与M或N连接，都能保护Fe电极
7．利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述不正确的是
A．N室中硝酸溶液浓度a% B．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜 C．M、N室分别产生氢气和氧气 NH+OH-=NH3↑+H2O D．产品室发生的反应为+ 4 8．N A表示阿伏加德罗常数的值，以下说法正确的是（） A．常温下pH=13的Ba(OH)2溶液中含有Ba2+数目为0.05N A B．0.1L 0.5mol/L CH3COOH溶液中含有的H+数小于0.05N A HCO 数目为0.1 N A C．100mL 1.0mol/L NaHCO3溶液中的 3 D．用惰性电极电解CuSO4溶液，外电路中通过电子数目为N A时，阳极产生5.6L气体 9．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按下图装置进行电解。通电后。a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀（CuCl），后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀（CuOH）。下列有关叙述正确的是（） A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋Li x C6=LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子 B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－=CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－ 10．某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是( ) A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液 11．已知活泼性Mg＞Al，且Mg不与NaOH溶液反应，Fe遇浓HNO3会钝化。分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( ) A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B ．②中Mg 作正极 C ．③中Fe 作负极 D ．④中Cu 作正极，电极反应式为2H ++2e ? =H 2↑ 12．如图，将一根纯铁棒垂直没入水中，一段时间后发现AB 段产生较多铁锈，BC 段腐蚀严重．下列关于此现象的说法不正确的是 A ．铁棒A B 段的溶解氧浓度高于B C 段 B ．铁棒AB 段电极反应为O 2+2H 2O+4e -=4OH - C ．铁棒AB 段的Fe 2+浓度高于BC 段 D ．该腐蚀过程属于电化学腐蚀 13．下列叙述正确的是( ) ①电解时，非惰性阳极常被腐蚀而溶解； ②电解强酸时，实质是电解水，溶液pH 不变； ③电镀时，只是金属“搬家”，溶液的浓度和pH 一般都不变； ④电解时，析出的金属质量与金属相对原子质量成反比； ⑤电解时，相同电量析出气体体积与产生气体相应元素的化合价成反比。 A ．①②③ B ．②④⑤ C ．①③④ D ．①③⑤ 14．当用惰性电极电解含等物质的量的Na +、Ba 2+、Cl -、Ag +、2--43SO NO 、的溶液时，其氧化产物与还原产 物的质量比是( ) A．71:216 B．216:71 C．8:1 D．1:8 15．表示下列变化的化学用语中，正确的是（） A．钢铁吸氧腐蚀的正极反应式：4OH--4e-=O2↑+2H2O B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ/mol C．氯气和水反应的离子方程式：Cl 2+H2O2H++Cl-+ClO- D．电解硫酸钠的阴极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 16．如下图所示，按图甲装置进行实验，若图乙的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的是( ) A．c(Ag＋) B．c(NO) C．溶液氢离子浓度 D．阴极质量 17．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( ) A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液 C．Pt和Ag2CO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液 18．用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做如图所示的甲、乙两个实验，结果发现b、d电极附近均变成红色，下列说法不正确的是（） A ．甲是原电池装置，乙是电解池装置 B ．b 电极是原电池的正极，d 电极是电解池的阴极 C ．a 、d 电极发生的电极反应均为-2+Fe-2e =Fe D ．a 、c 电极均发生氧化反应 19．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ） A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解质溶液时，正极反应均为- -22O +2H O+4e 4OH B ．以NaOH 溶液为电解质溶液时，负极反应为--3Al+3OH -3e Al(OH) C ．以NaOH 溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH 保持不变 D ．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 20．某课题组以纳米23Fe O 作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料)，通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电，成功地实现了对磁性的可逆调控(如图所示)。下列说法正确的是 A ．放电时，正极的电极反应式为2312Fe O 6Li 6e 2Fe 3I O +-++=+ B ．该电池可以用水溶液作电解质溶液 C．放电时，Fe在负极失电子， 23 Fe O在正极得电子 D．充电时，电池被磁铁吸引 21．近来, 科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC）, 它用磺酸类质子作溶剂, 在200℃左右时供电, 乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为: C2H5OH+3O22CO2+3H2O。下列说法不正确的是 A．C2H5OH在电池的负极上参加反应B．1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子 C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极D．电池正极得电子的物质是O2 22．已知反应S 2O2- 8(aq)＋2I－(aq)2SO2- 4 (aq)＋I2(aq)，若向该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，反应机理如 下图所示。下列有关该反应的说法不正确的是 ( ) ①2Fe3＋(aq)＋2I－(ag)I 2(aq)＋2Fe2＋(aq) ②2Fe2＋(aq)＋S 2O2- 8(aq)2Fe3＋(aq)＋2SO2- 4 (aq) A．Fe3＋是该反应的催化剂，加入Fe3＋后降低了该反应的活化能 B．反应①比反应②所需活化能大 C．向该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深 D．该反应可设计成原电池 23．用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则（） A．电解液质量增加x g B．阴极质量增加x g C．阴极质量增加a g，a＞x D．阴极质量增加b g，b＜x 24．将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而 变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。下列说法不正确 ．．．的是（） A．铁片腐蚀过程发生的总化学方程式为：4Fe+6H2O+3O2 ==4 Fe(OH)3 B．液滴之下氧气含量少，铁片作负极，发生的还原反应为： Fe－2e－=Fe2＋ C．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为： O2＋2H2O＋4e－=4OH－ D．铁片腐蚀最严重区域不是生锈最多的区域 二、综合题 25.认真观察下列装置，回答下列问题： （1）装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为________，盐桥中K+移向________(填“装置B”或“装置C”)。（2）装置A中总反应的离子方程式为________。 （3）若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为________，极板N的材料为________。 （4）装置D中右侧石墨电极反应式为：________； （5）某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如图所示，当该装置工作时，按要求填空： ①电流由极________(填“X→Y”或“Y→X”)，当电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为________； ②Y极发生的反应为：________。 26.电能是现代社会应用最广泛的能源之一。 （1）如图所示装置中，Zn是________极(填“正”或“负”)。 （2）如图所示装置可将________(写化学方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是________。 （3）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是________。 ①电极b是正极 ②外电路中电子由电极b通过导线流向电极a ③该电池的总反应：2H2＋O2=2H2O 27.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： （1）甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为________。（2）乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为________。（3）当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况下)，丙池中________极(填C或D)析出________g铜。 （4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 （5）一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为________；正极反应式为________。 28（1）依据反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) ? Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图甲所示。 ①电极X的材料是________；Y溶液可以是________； ②银电极上发生的电极反应式是________。 ③在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是________（填离子符号）。 （2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。 ①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式________。 ②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R 可以采用________（填写字母序号）。 A．铜B．钠C．锌D．石墨 ③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的________极。 （3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO 2 + Fe + 2H 2O ?充电 放电 Fe(OH)2 + Ni(OH)2。 ①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是________（填序号）。 A ．NiO 2 B ．Fe C ．Fe(OH)2 D ．Ni(OH)2 ②该电池放电时，正极附近溶液的PH________（填增大、减小、不变） ③充电时该电池阳极的电极反应式________。 参考答案 1．C2．A3．D4．B5．D6．D7．B8．B9．D10．D11．B12．C13．D14．C15．D16．D17．B18．C19．A20．A21．B22．C23．D24．B 25.【答案】（1）PbO2+2e-+4H++SO42- =PbSO4+2H2O；装置B （2）Cu+2H+电解 _ _ Cu2++H2↑ （3）AgNO3；Ag （4）2Cl--2e-=Cl2↑ （5）Y→X；44.8L；2NO 3? +10e-+6H2O=N2↑+12OH- 【解析】(1)根据分析，B和C构成铅蓄电池，属于原电池装置，铅蓄电池正极为PbO2，电极反应方程式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，原电池中阳离子向正极移动，则盐桥中K+移向PbO2电极所在的装置移动即向装置B移动；(2)根据分析，装置A为电解池，装置A中，Cu电极为阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+；Pt电极为阴极，根据放电顺序，氢离子在阴极放电，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则装置A中总反应的离子 方程式为Cu+2H+电解 _ _ Cu2++H2↑；(3)根据分析，装置E为电解池，其中M电极为阴极，N电极为阳极，若装 置E中的目的是在Cu材料上镀银，则银为镀层金属，Cu为镀件，电镀池中镀层金属作阳极，镀件作阴极，电解液要含有镀层金属离子，则X为AgNO3，极板N的材料为Ag；(4)根据分析，装置D为电解池，其中右端的石墨电极为阳极，电解质溶液为氯化钠溶液，阳极上阴离子放电，根据放电顺序，氯离子在阳极上放电，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；(5)①根据分析可知，装置属于原电池装置，X是负极，Y是正极，电流从正极流向负极，即电流由Y→X；X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3?6e?+6OH ?═N 2+6H2O，Y是正极，NO3?发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO 3 ?+10e?+6H 2O═N2↑+12OH ?，则总 反应式为：5NH3+3NO3?═4N2+6H2O+3OH?，根据电池总反应可知，生成4mol N2时电路中转移15mol电子， 则当电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为7.5 15 ×4mol×22.4L/mol=44.8L； ②根据分析，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-。 26.【答案】（1）负 （2）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；电流表指针发生偏转 （3）①③ 【解析】(1)锌铜原电池中，锌比铜活泼，易失去电子，所以Zn是负极；(2)电池发生反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应时将化学能直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是电流表指针发生偏转；(3) ①氢氧燃 料电池中氢气化合价升高，失去电子，a 为负极，氧气化合价降低，得到电子，b 是正极，①正确； ②a 为负极失去电子，外电路中电子由电极a 通过导线流向电极b ，②不正确； ③氢氧燃料电池总反应为氢气与氧气反应生成水，为：2H 2＋O 2=2H 2O ，③正确； 所以正确的是①③。 27.【答案】（1）原电池；CH 3OH －6e -＋8OH -=CO 32- ＋6H 2O （2）阳极；4AgNO 3＋2H 2O 电解__ 4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3 （3）280；D ；1.60 （4）减小；增大 （5）N 2H 4－4e -＋4OH -=N 2↑＋4H 2O ；O 2＋4e -＋2H 2O=4OH - 【解析】(1)根据分析，甲池为原电池，通入CH 3OH 电极的电极反应式为CH 3OH+8OH －-6e －＝CO 32－+6H 2O ；(2)根据分析，乙池为电解池，A(石墨)电极的名称为阳极，阳极A 的电极反应为4OH －－4e －=2H 2O ＋O 2↑，阴极 B 的电极反应为Ag ++e -=Ag ，总反应式为4AgNO 3＋2H 2O 电解__ 4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3；(3)根据分析，乙池中阴极B 的电极反应为Ag ++e -=Ag ，B 极质量增加5.40 g 时，即生成Ag 单质的质量为5.40g ，其物质的量= 5.4g 108g/mol =0.05mol ，甲池中正极电极反应为O 2+4e -+2H 2O=4OH - ， 根据电子守恒计算4Ag~O 2~4e － ， 甲池中理论上消耗O 2的体积= 0.054 mol ×22.4L/mol =0.28L=280mL ；丙为电解池，C 为阳极，D 为阴极，阴极D 的电极反应为Cu 2++2e -=Cu ，结合电子守恒计算2Ag~Cu~2e － ， 析出铜质量= 0.052 ×64g/mol =1.60g ；(4)甲中发生 的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应，反应消耗氢氧根离子，则pH 减小，丙中电极不变，将其溶液换成NaCl 溶液，则丙中电解NaCl 溶液生成氢氧化钠，所以溶液pH 增大；(5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N 2H 4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N 2生成，电极反应式为：N 2H 4－4e -＋4OH - =N 2↑＋4H 2O ；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：O 2＋4e -＋2H 2O=4OH -。 28.【答案】 （1）Cu ；AgNO 3；Ag ＋＋e －＝Ag ；Cl - （2）O 2＋2H 2O ＋4e －=4OH －；C ；负 （3）A ；增大；Ni(OH)2-2e -+2OH -=NiO 2+2H 2O 【解析】（1）①由反应“2Ag +（aq ）+Cu （s ）═Cu 2+（aq ）+2Ag （s ）”可知，在反应中，Cu 被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag +在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO 3 ， 故答案为：Cu ；AgNO 3；②正极为活泼性较Cu 弱的Ag ，Ag +在正极上得电子被还原，电极反应为Ag ++e=Ag ， 故答案为： Ag++e-=Ag；③盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散，故答案为：Cl-；（2）①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe2+2e-，正极上是氧气得电子的还原反应，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钾钙钠都不能做电极材料，故答案为：C；③电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：负；（3）①根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-， 故答案为：A；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案为：增大； ③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应，电极反应式为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案为：Ni（OH） 2+2OH --2e-=NiO 2+2H2O．
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